multithresh
오츠 방법을 사용한 다중 수준 영상 이진화
설명
thresh = multithresh(A)A에 대해 계산한 단일 임계값 thresh를 반환합니다. thresh를 imquantize에 대한 입력 인수로 사용하여 영상을 2수준(이진) 영상으로 변환할 수 있습니다.
thresh = multithresh(A,N)N개의 임계값을 포함하는 1×N 벡터인 thresh를 반환합니다. thresh를 imquantize에 대한 입력 인수로 사용하여 영상 A를 N+1개의 이산 수준을 갖는 영상으로 변환할 수 있습니다.
예제
영상을 읽어 들여 표시합니다.
I = imread("coins.png");
imshow(I)
영상의 단일 임계값을 계산합니다.
level = multithresh(I);
imquantize 함수에 multithresh 함수에서 반환되는 임계값 수준을 지정하여 영상을 두 개 영역으로 분할합니다. 결과를 표시합니다.
seg_I = imquantize(I,level); imshow(seg_I,[])
영상을 읽어 들인 후 회색조 영상으로 변환하고 결과를 표시합니다.
I = imread("foggysf2.jpg"); I = rgb2gray(I); imshow(I) title("Grayscale Image")
두 개의 임계값 수준을 계산합니다.
thresh = multithresh(I,2);
imquantize 함수를 사용하여 영상을 3개의 수준으로 분할합니다.
labels = imquantize(I,thresh);
label2rgb 함수를 사용하여 분할된 영상을 컬러 영상으로 변환한 후 이 영상을 표시합니다.
labelsRGB = label2rgb(labels);
imshow(labelsRGB)
title("Segmented Image")
RGB 영상을 읽어 들여 표시합니다.
I = imread("peppers.png"); imshow(I) title("RGB Image");
전체 RGB 영상에서 7개 수준에 대한 임계값을 생성합니다.
threshRGB = multithresh(I,7);
RGB 영상의 각 평면에 대해 임계값을 생성합니다.
threshForPlanes = zeros(3,7); for i = 1:3 threshForPlanes(i,:) = multithresh(I(:,:,i),7); end
전체 영상에서 계산된 임계값 집합으로 전체 영상을 처리합니다.
value = [0 threshRGB(2:end) 255]; quantRGB = imquantize(I, threshRGB, value);
지정된 평면에서 계산된 임계값 벡터를 사용하여 각 RGB 평면을 개별적으로 처리합니다. 해당 평면에 대해 생성된 임계값 벡터를 사용하여 각 RGB 평면을 양자화합니다.
quantPlane = zeros(size(I)); for i = 1:3 value = [0 threshForPlanes(i,2:end) 255]; quantPlane(:,:,i) = imquantize(I(:,:,i),threshForPlanes(i,:),value); end quantPlane = uint8(quantPlane);
포스터화된 영상을 모두 표시한 후 두 이진화 방식의 시각적 차이를 확인합니다.
montage({quantRGB,quantPlane})
title("Full RGB Image Quantization vs. Plane-by-Plane Quantization")
결과를 비교하려면 각 출력 영상에서 고유한 RGB 픽셀 벡터의 개수를 계산하십시오. 평면별 이진화 방식은 전체 RGB 영상 이진화 방식보다 23% 많은 색을 생성함을 알 수 있습니다.
dim = size(quantRGB); quantRGBmx3 = reshape(quantRGB,prod(dim(1:2)),3); quantPlanemx3 = reshape(quantPlane,prod(dim(1:2)),3); colorsRGB = unique(quantRGBmx3,"rows"); disp("Unique colors in RGB image: "+length(colorsRGB));
Unique colors in RGB image: 188
colorsPlane = unique(quantPlanemx3,"rows"); disp("Unique colors in plane-by-plane image: "+length(colorsPlane));
Unique colors in plane-by-plane image: 231
영상을 읽어 들입니다.
I = imread('circlesBrightDark.png');영상에서 고유한 회색조 값을 모두 찾습니다.
uniqLevels = unique(I(:));
disp("Number of unique levels = "+length(uniqLevels));Number of unique levels = 148
단조 증가하는 N 값에서 일련의 임계값을 계산합니다.
Nvals = [1 2 4 8]; for i = 1:length(Nvals) [thresh, metric] = multithresh(I, Nvals(i) ); disp("N = "+Nvals(i)+" | metric = "+metric); end
N = 1 | metric = 0.54767 N = 2 | metric = 0.98715 N = 4 | metric = 0.99648 N = 8 | metric = 0.99902
imquantize를 사용하여 9개의 수준을 갖는 분할 결과를 얻으려면 8개의 임계값 세트를 적용하십시오.
seg_Neq8 = imquantize(I,thresh); uniqLevels = unique(seg_Neq8(:))
uniqLevels = 9×1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
seg_Neq8을 multithresh에 대한 입력값으로 사용하여 영상을 이진화합니다. N을 이 분할된 영상의 수준 수보다 1이 적은 8로 설정합니다. multithresh는 metric 값 1을 반환합니다.
[thresh,metric] = multithresh(seg_Neq8,8)
thresh = 1×8
1.8784 2.7882 3.6667 4.5451 5.4549 6.3333 7.2118 8.1216
metric = 1
이번에는 N 값을 1만큼 증가시켜 영상을 다시 이진화합니다. 이제 N 값은 영상의 수준 수와 동일합니다. 요청된 임계값 개수에 비해 영상의 수준 수가 너무 적기 때문에 입력값은 퇴화 입력값입니다. 따라서 multithresh는 metric 값 0을 반환합니다.
[thresh, metric] = multithresh(seg_Neq8,9)
Warning: No solution exists because the number of unique levels in the image are too few to find 9 thresholds. Returning an arbitrarily chosen solution.
thresh = 1×9
1 2 3 4 5 6 7 8 9
metric = 0
입력 인수
출력 인수
알고리즘
multithresh는 전체 영상 A의 집계된 히스토그램에 기반하여 임계값을 구합니다. multithresh는 RGB 영상을 3차원 숫자형 배열로 간주하고 3개의 색 평면 모두로부터 결합된 데이터의 임계값을 계산합니다.
multithresh는 입력 영상 A의 범위 [min(A(:)) max(A(:))]을 후속 계산에서 사용되는 히스토그램을 계산할 때의 제한값으로 사용합니다. multithresh는 계산 시 모든 NaNs를 무시합니다. Infs와 -Infs는 히스토그램의 첫 번째 Bin과 마지막 Bin에서 각각 계산됩니다.
A의 고유한 값 개수가 N보다 작거나 같은 퇴화(degenerate) 입력값의 경우, 오츠 방법을 사용해서는 유효한 해를 구할 수 없습니다. 이러한 입력값의 경우에는 반환 값 thresh에 A의 고유한 값이 모두 포함되며, 임의로 선택된 몇 개의 추가 값도 포함될 수 있습니다.
참고 문헌
[1] Otsu, N., "A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms," IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 9, No. 1, 1979, pp. 62-66.
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R2012b에 개발됨
